【正文】 水工建筑物荷載結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范Specification for load design of hydraulic structures中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)水工建筑物荷載設(shè)計(jì)規(guī)范DL5077－1997主編單位：電力工業(yè)部中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院批準(zhǔn)部門：中華人民共和國電力工業(yè)部批準(zhǔn)文號(hào)：電綜［1997］567號(hào)前言本規(guī)范是根據(jù)1990年原能源部、水利部水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院“(90)水規(guī)字11號(hào)”文件的安排組織制訂的。其目的在于統(tǒng)一水利水電工程結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的作用(荷載)取值標(biāo)準(zhǔn)，以利于按照GB50199－94《水利水電工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》的原則和方法進(jìn)行水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本規(guī)范必須與按照GB50199－94《水利水電工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》制訂的其他水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范配套使用。本規(guī)范中所列全部附錄都是標(biāo)準(zhǔn)的附錄。本規(guī)范由電力工業(yè)部水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院提出、歸口并負(fù)責(zé)解釋。本規(guī)范的主編單位：電力工業(yè)部中南勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院。參編單位有：電力工業(yè)部北京勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院、西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院、成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院、華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，水利部上?？睖y(cè)設(shè)計(jì)研究院、東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，中國水利水電科學(xué)研究院，南京水利科學(xué)研究院。本規(guī)范的主要起草人：梁文浩 宋常春 苗琴生 張學(xué)易 段樂齋 周蕓 黃東軍范明橋 劉文灝 陳厚群 席與光 盧興良 薜瑞寶 趙在望 岳耀真 呂祖珩 潘玉華劉蘊(yùn)琪 吳孝仁 侯順載 譙常忻 王鑒義 湯書明 聶廣明 徐伯孟 潘玉喜 唐政生酈能惠 李啟雄 黃淑萍目次前言1范圍2引用標(biāo)準(zhǔn)3總則4主要符號(hào)5作用分類和作用效應(yīng)組合6建筑物自重及永久設(shè)備自重7靜水壓力8揚(yáng)壓力9動(dòng)水壓力10地應(yīng)力及圍巖壓力(場(chǎng))11土壓力和淤沙壓力12風(fēng)荷載和雪荷載13冰壓力和凍脹力14浪壓力15樓面及平臺(tái)活荷載16橋機(jī)和門機(jī)荷載17溫度作用18地震作用19灌漿壓力附錄A(標(biāo)準(zhǔn)的附錄)水工結(jié)構(gòu)主要作用按隨時(shí)間變異的分類附錄B(標(biāo)準(zhǔn)的附錄)水工建筑物的材料重度附錄C(標(biāo)準(zhǔn)的附錄)混凝土襯砌有壓隧洞的外水壓力折減系數(shù)附錄D(標(biāo)準(zhǔn)的附錄)改進(jìn)阻力系數(shù)法附錄E(標(biāo)準(zhǔn)的附錄)簡(jiǎn)單管路水錘壓力計(jì)算公式附錄F(標(biāo)準(zhǔn)的附錄)主動(dòng)土壓力系數(shù)Ka和靜止土壓力系數(shù)K0的計(jì)算附錄G(標(biāo)準(zhǔn)的附錄)波浪要素和爬高計(jì)算附錄H(標(biāo)準(zhǔn)的附錄)水庫壩前水溫計(jì)算附錄J(標(biāo)準(zhǔn)的附錄)拱壩運(yùn)行期溫度作用的標(biāo)準(zhǔn)值附錄K(標(biāo)準(zhǔn)的附錄)本規(guī)范用詞說明1范圍本規(guī)范適用于各類水工建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2引用標(biāo)準(zhǔn)下列標(biāo)準(zhǔn)所包含的條文，通過在本標(biāo)準(zhǔn)中引用而構(gòu)成本標(biāo)準(zhǔn)的條文。本標(biāo)準(zhǔn)出版時(shí)，所示版本均為有效。所有標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)被修訂，使用本標(biāo)準(zhǔn)的各方應(yīng)探討使用下列標(biāo)準(zhǔn)最新版本的可能性。GB50199－94水利水電工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)GBJ9－87建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范GBJ145－90土的分類標(biāo)準(zhǔn)DL5073－1997水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范DL/T5058－1996水電站調(diào)壓室設(shè)計(jì)規(guī)范3總則，使設(shè)計(jì)符合安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)的要求，特制訂本規(guī)范。－94《水利水電工程結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的原則制定的。，應(yīng)按照各類水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定確定。、航運(yùn)及港口工程等有關(guān)的作用時(shí)，應(yīng)根據(jù)各部門設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定經(jīng)具體分析后確定。4主要符號(hào)γ0—結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)；ψ—設(shè)計(jì)狀況系數(shù)；S()—作用效應(yīng)函數(shù)；R()—結(jié)構(gòu)抗力函數(shù)；Gk—永久作用的標(biāo)準(zhǔn)值；Qk—可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值；Ak—偶然作用的代表值；ak—幾何參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值；fk—材料性能的標(biāo)準(zhǔn)值；γG—永久作用的分項(xiàng)系數(shù)；γQ—可變作用的分項(xiàng)系數(shù)；γm—材料性能的分項(xiàng)系數(shù)；γd1—承載能力極限狀態(tài)基本組合的結(jié)構(gòu)系數(shù)；γd2—承載能力極限狀態(tài)偶然組合的結(jié)構(gòu)系數(shù)；γd3—正常使用極限狀態(tài)短期組合的結(jié)構(gòu)系數(shù)；γd4—正常使用極限狀態(tài)長(zhǎng)期組合的結(jié)構(gòu)系數(shù)；c1—正常使用極限狀態(tài)短期組合的結(jié)構(gòu)功能限值；c2—正常使用極限狀態(tài)長(zhǎng)期組合的結(jié)構(gòu)功能限值；ρ—可變作用的長(zhǎng)期組合系數(shù)。pwr—靜水壓強(qiáng)；pek—外水壓強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)值；ptr—時(shí)均壓強(qiáng)代表值；pfr—脈動(dòng)壓強(qiáng)代表值；pcr—水流離心力壓強(qiáng)代表值；Pfr—脈動(dòng)壓力代表值；Pir—水流沖擊力代表值；ΔHr—水錘壓力(水頭)代表值；σvk—垂直地應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值；σhk—水平地應(yīng)力標(biāo)準(zhǔn)值；qvk—圍巖垂直壓力標(biāo)準(zhǔn)值；qhk—圍巖水平壓力標(biāo)準(zhǔn)值；Fak—主動(dòng)土壓力標(biāo)準(zhǔn)值；Fok—靜止土壓力標(biāo)準(zhǔn)值；Fsk—埋管垂直土壓力標(biāo)準(zhǔn)值；Ftk—埋管側(cè)向土壓力標(biāo)準(zhǔn)值；Psk—水平淤沙壓力標(biāo)準(zhǔn)值；Fdk—靜冰壓力標(biāo)準(zhǔn)值；Fbk—?jiǎng)颖鶋毫?biāo)準(zhǔn)值；τt—單位切向凍脹力標(biāo)準(zhǔn)值；σht—單位水平凍脹力標(biāo)準(zhǔn)值；σvt—單位豎向凍脹力標(biāo)準(zhǔn)值；wk—風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值；sk—雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值；Pwk—浪壓力標(biāo)準(zhǔn)值；Pmax—作用在橋機(jī)一邊軌道上的最大輪壓；ΔTmk—截面平均溫度變化標(biāo)準(zhǔn)值；ΔTdk—截面等效線性溫差變化標(biāo)準(zhǔn)值；ΔTck—施工期溫度作用標(biāo)準(zhǔn)值。ρw—水的密度；γw—水的重度；fic—冰的抗壓強(qiáng)度；fib—冰的抗擠壓強(qiáng)度；γsd—淤沙的干重度；γsb—淤沙的浮重度；φs—淤沙的內(nèi)摩擦角；γ—填土的重度；γR—巖石的重度；γc—混凝土的重度；c—填土的凝聚力；φ—填土的內(nèi)摩擦角；φ′—填土的有效內(nèi)摩擦角；cc—混凝土的比熱；λc—混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)；ac—混凝土的導(dǎo)溫系數(shù)；βc—混凝土的表面放熱系數(shù)。5作用分類和作用效應(yīng)組合，可按作用隨時(shí)間的變異分為下列三類：(1)永久作用；(2)可變作用；(3)偶然作用。水工結(jié)構(gòu)主要作用按隨時(shí)間變異的分類可按附錄A采用。，對(duì)不同作用應(yīng)采用不同的代表值。永久作用和可變作用的代表值采用作用的標(biāo)準(zhǔn)值；偶然作用的代表值，除本規(guī)范已有規(guī)定者外，可按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，或根據(jù)觀測(cè)資料結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)綜合分析確定。、可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值和偶然作用的代表值以及作用的分項(xiàng)系數(shù)，均應(yīng)按各章中的規(guī)定采用。，應(yīng)根據(jù)不同設(shè)計(jì)狀況下可能同時(shí)出現(xiàn)的作用，按承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)分別進(jìn)行作用效應(yīng)組合，并采用各自最不利的組合進(jìn)行設(shè)計(jì)。，對(duì)應(yīng)于持久設(shè)計(jì)狀況和短暫設(shè)計(jì)狀況應(yīng)采用基本組合；偶然設(shè)計(jì)狀況應(yīng)采用偶然組合。偶然組合中應(yīng)只考慮一種偶然作用。： (－1)式中S()—作用效應(yīng)函數(shù)；R()—結(jié)構(gòu)抗力函數(shù)；γ0—結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，對(duì)于結(jié)構(gòu)安全級(jí)別為Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ級(jí)的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，；ψ—設(shè)計(jì)狀況系數(shù)；γd1—承載能力極限狀態(tài)基本組合的結(jié)構(gòu)系數(shù)；ak—幾何參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)值；fk—材料性能的標(biāo)準(zhǔn)值；γm—材料性能的分項(xiàng)系數(shù)；Gk—永久作用的標(biāo)準(zhǔn)值；γG—永久作用的分項(xiàng)系數(shù)；Qk—可變作用的標(biāo)準(zhǔn)值；γQ—可變作用的分項(xiàng)系數(shù)。承載能力極限狀態(tài)的偶然組合應(yīng)采用下列設(shè)計(jì)表達(dá)式： (－2)式中Ak—偶然作用的代表值；γd2—承載能力極限狀態(tài)偶然組合的結(jié)構(gòu)系數(shù)。在偶然組合中，；與偶然作用同時(shí)出現(xiàn)的某些可變作用，可對(duì)其標(biāo)準(zhǔn)值作適當(dāng)折減。，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，分別采用作用的短期效應(yīng)組合和長(zhǎng)期效應(yīng)組合，并可采用下列設(shè)計(jì)表達(dá)式：(1)短期效應(yīng)組合： (－1)(2)長(zhǎng)期效應(yīng)組合： (－2)式中cc2—結(jié)構(gòu)的功能限值；γdγd4—正常使用極限狀態(tài)短期組合、長(zhǎng)期組合的結(jié)構(gòu)系數(shù)；ρ—可變作用長(zhǎng)期組合系數(shù)，按各類水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定采用。6建筑物自重及永久設(shè)備自重(結(jié)構(gòu))的自重標(biāo)準(zhǔn)值，可按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)尺寸與其材料重度計(jì)算確定。水工建筑物常用材料的重度可參照附錄B中表B1采用。，應(yīng)根據(jù)選定的混凝土配合比通過試驗(yàn)確定。當(dāng)無試驗(yàn)資料時(shí)，～，或根據(jù)骨料重度、粒徑按附錄B中表B2采用。(含土壩和堆石壩的防滲土體)的材料重度，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容和土體部位的不同，分別采用濕重度、飽和重度或浮重度，其數(shù)值可根據(jù)壓實(shí)干重度、含水量和孔隙率換算得出。堆石壩的材料重度應(yīng)根據(jù)堆石部位的不同，分別采用壓實(shí)干重度或浮重度。土石壩土體和堆石體的壓實(shí)干重度應(yīng)由壓實(shí)試驗(yàn)確定。中、小型土石壩在初步計(jì)算缺乏資料時(shí)，其壓實(shí)干重度可按附錄B表B3采用，但最終應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)資料予以修正。(結(jié)構(gòu))。(結(jié)構(gòu))自重的作用分項(xiàng)系數(shù)建筑物(結(jié)構(gòu))類型作用分項(xiàng)系數(shù)大體積混凝土結(jié)構(gòu)、土石壩普通水工混凝土結(jié)構(gòu)、金屬結(jié)構(gòu)()地下工程混凝土襯砌()注：；、滑移的結(jié)構(gòu)，如混凝土重力壩、廠房下部結(jié)構(gòu)、重力式擋土墻等；(如廠房上部結(jié)構(gòu)、進(jìn)水口的構(gòu)架等)均作為普通水工混凝土結(jié)構(gòu)。7靜水壓力(結(jié)構(gòu))表面某點(diǎn)處的靜水壓強(qiáng)應(yīng)按下式計(jì)算：pwr＝γwH ()式中pwr—計(jì)算點(diǎn)處的靜水壓強(qiáng)(kN/m2)；H—計(jì)算點(diǎn)處的作用水頭(m)，按計(jì)算水位與計(jì)算點(diǎn)之間的高差確定；γw—水的重度(kN/m3)，對(duì)于多泥沙河流應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定。，分別按待久設(shè)計(jì)狀況、短暫設(shè)計(jì)狀況和偶然設(shè)計(jì)狀況下的計(jì)算水位確定相應(yīng)的靜水壓力代表值。(包括外水壓力)。、水閘等擋水建筑物和河床式水電站廠房在運(yùn)用期靜水壓力代表值的計(jì)算水位應(yīng)按下列規(guī)定確定：(1)持久設(shè)計(jì)狀況，上游采用水庫的正常蓄水位(或防洪高水位)，下游采用可能出現(xiàn)的不利水位；(2)偶然設(shè)計(jì)狀況，上游采用水庫的校核洪水位，下游采用水庫在該水位泄洪時(shí)的水位；(3)短暫設(shè)計(jì)狀況，采用設(shè)計(jì)預(yù)定該建筑物在檢修期的上、下游水位。注：與地震作用組合時(shí)的靜水壓力代表值。，可按下列規(guī)定確定；(1)持久設(shè)計(jì)狀況，采用廠房的設(shè)計(jì)洪水位；(2)偶然設(shè)計(jì)狀況，采用廠房的校核洪水位；(3)廠房在施工、機(jī)組檢修等短暫設(shè)計(jì)狀況下的計(jì)算水位，按SD335－89《水電站廠房設(shè)計(jì)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定確定。、壓力管道及調(diào)壓室等建筑物在各種設(shè)計(jì)狀況下靜水壓力代表值的計(jì)算水位，應(yīng)根據(jù)水庫特征水位結(jié)合建筑物具體運(yùn)用條件，按照各類水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定確定。，應(yīng)根據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范所規(guī)定的洪水標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算確定。，應(yīng)根據(jù)閘門的不同運(yùn)用條件確定。、供水、泄水和排沙等建筑物進(jìn)水口(或泄水道內(nèi))的工作閘門或事故閘門，其持久設(shè)計(jì)狀況和偶然設(shè)計(jì)狀況下靜水壓力代表值的計(jì)算水位。對(duì)于溢洪道露頂式工作閘門，可不考慮偶然設(shè)計(jì)狀況。，持久設(shè)計(jì)狀況下靜水壓力代表值的計(jì)算水位應(yīng)采用正常蓄水位或最高通航水位；偶然設(shè)計(jì)狀況應(yīng)采用校核洪水位或最高擋水位。、船閘等建筑物以及水電站引水道的進(jìn)水口、尾水管出口等處的上、下游檢修閘門，其短暫設(shè)計(jì)狀況下靜水壓力代表值的計(jì)算水位，應(yīng)采用設(shè)計(jì)預(yù)定該建筑物檢修時(shí)的上、下游水位。，應(yīng)根據(jù)其臨時(shí)擋水的洪水標(biāo)準(zhǔn)以及閘門的運(yùn)用條件，確定相應(yīng)短暫設(shè)計(jì)狀況下靜水壓力代表值的計(jì)算水位。：(1)鋼管起始斷面的外水壓力為aγwH，鋼管與下游壩面相接處的外水壓力為零，其間壓力沿管軸線按直線規(guī)律分布；(2)起始斷面作用水頭H的計(jì)算水位宜采用正常蓄水位，折減系數(shù)a可根據(jù)鋼管外圍的防滲、～。，應(yīng)根據(jù)實(shí)測(cè)資料，結(jié)合水文地質(zhì)條件和防滲排水效果，并考慮工程投入運(yùn)用后可能引起的地下水位變化等因素，經(jīng)綜合分析確定。：pek＝βeγwHe ()式中pek—作用于襯砌上的外水壓強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)值(kN/m2)；βe—外水壓力折減系數(shù)，按附錄C采用；He—作用水頭(m)，按設(shè)計(jì)采用的地下水位線與隧洞中心線之間的高差確定。，可根據(jù)排水效果和排水設(shè)施的可靠性對(duì)計(jì)算外水壓力標(biāo)準(zhǔn)值的作用水頭作適當(dāng)折減，其折減值可采用工程類比或滲流計(jì)算分析確定。，可按下列情況確定作用于鋼管的外水壓力標(biāo)準(zhǔn)值的作用水頭：(1)對(duì)于埋深較淺且未設(shè)排水措施的壓力隧洞，其外水壓力作用水頭宜按設(shè)計(jì)地下水位與管道中心線之間的高差確定；(2)當(dāng)壓力隧洞的頂部或外側(cè)設(shè)置排水洞時(shí)，可在考慮巖層性能及排水效果的基礎(chǔ)上，根據(jù)工程類比或滲流計(jì)算分析，對(duì)排水洞以上的外水壓力作用水頭作適當(dāng)折減；(3)當(dāng)鋼襯外圍設(shè)置排水管時(shí)，可根據(jù)排水措施的長(zhǎng)期有效性，采用工程類比法或滲流計(jì)算，綜合分析確定外水壓力作用水頭。8揚(yáng)壓力、水閘和水電站廠房等建筑物的揚(yáng)壓力，應(yīng)按垂直作用于計(jì)算截面全部截面積上的分布力計(jì)算。，應(yīng)根據(jù)不同的水工結(jié)構(gòu)型式，上、下游計(jì)算水位，地基地質(zhì)條件及防滲、排水措施等情況確定。確定揚(yáng)壓力分布圖形時(shí)的上、下游計(jì)算水位，應(yīng)與計(jì)算靜水壓力代表值的上、下游計(jì)算水位一致。，應(yīng)根據(jù)該截面上的揚(yáng)壓力分布圖形計(jì)算確定。其中，矩形部分的合力為浮托力代表值，其余部分的合力為滲透壓力代表值。對(duì)于在壩基設(shè)置抽排系統(tǒng)的情況，主排水孔之前的合力為揚(yáng)壓力代表值；主排水孔之后的合力為殘余揚(yáng)壓力代表值。：(1)當(dāng)壩基設(shè)有防滲帷幕和排水孔時(shí)，壩底面上游(壩踵)處的揚(yáng)壓力作用水頭為H1，排水孔中心線處為H2＋a(H1－H2)，下游(壩趾)處為H2，其間各段依次以直線連接［(a)、(b)、(c)、(d)］；(2)當(dāng)壩基設(shè)有防滲帷幕和上游主排水孔，并設(shè)有下游副排水孔及抽排系統(tǒng)時(shí)，壩底面上游處的揚(yáng)壓力作用水頭為H1，主、副排水孔中心線處分別為a1Ha2H2，下游處為H2，其間各段依次以直線連接［(e)］；(3)當(dāng)壩基未設(shè)防滲帷幕和上游排水孔時(shí)，壩底面上游處的揚(yáng)壓力作用水頭為H1，下游處為H2，其間以直線連接［(f)］。上述情況中，滲透壓力強(qiáng)度系數(shù)a、。，當(dāng)設(shè)有壩體排水管時(shí)。其中排水管處的壩體內(nèi)部滲透壓力強(qiáng)度系數(shù)a3可按下列情況采用。(1)實(shí)體重